(57)【要約】【課題】空燃比センサの設置向きを考慮した適切なばらつき異常検出を実行し、検出精度を向上する。【課題手段】本発明に係る気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、多気筒内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサの出力変動度合いに相関するパラメータＸを算出し、この算出されたパラメータを所定の判定値αと比較して気筒間空燃比ばらつき異常を検出する。ばらつき異常の検出前に、特定気筒の空燃比を残部気筒の空燃比に対し強制的にずらしてパラメータの値を算出する。特定気筒を順次変化させて各特定気筒に対応した複数のパラメータの値を算出する。算出された複数のパラメータの値に基づき空燃比センサの設置向きＩ〜ＩＶを検出する。【選択図】図１０
2013221482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサの出力変動度合いに相関するパラメータを算出し、この算出されたパラメータを所定の判定値と比較して気筒間空燃比ばらつき異常を検出する気筒間空燃比ばらつき異常検出装置であって、
前記ばらつき異常の検出前に、特定気筒の空燃比を残部気筒の空燃比に対し強制的にずらして前記パラメータの値を算出すると共に、前記特定気筒を順次変化させて各特定気筒に対応した複数の前記パラメータの値を算出し、この算出された複数のパラメータの値に基づき前記空燃比センサの設置向きを検出することを特徴とする気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項２】
検出された前記設置向きに応じて前記判定値を設定するか、または、ばらつき異常の検出時に算出された前記パラメータの値を検出された前記設置向きに応じて補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項３】
前記ばらつき異常の検出前に算出された複数のパラメータの値の大きさの順番に基づいて前記空燃比センサの設置向きを検出する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項４】
前記ばらつき異常の検出前に算出された複数のパラメータの値同士の差に基づいて前記空燃比センサの設置向きを検出する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項５】
前記ばらつき異常の検出前に、ばらつき異常の検出対象となる複数の気筒の気筒数よりも少ない数の気筒に対し、空燃比を強制的にずらして複数の前記パラメータの値を算出し、この算出された複数のパラメータの値に基づき前記空燃比センサの設置向きを検出する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒内燃機関の気筒間空燃比のばらつき異常を検出するための装置に係り、特に、多気筒内燃機関において気筒間の空燃比が比較的大きくばらついていることを検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、触媒を利用した排気浄化システムを備える内燃機関では、排気中有害成分の触媒による浄化を高効率で行うため、内燃機関で燃焼される混合気の空気と燃料との混合割合、すなわち空燃比のコントロールが欠かせない。こうした空燃比の制御を行うため、内燃機関の排気通路に空燃比センサを設け、これによって検出された空燃比を所定の目標空燃比に一致させるようフィードバック制御を実施している。
【０００３】
一方、多気筒内燃機関においては、通常全気筒に対し同一の制御量を用いて空燃比制御を行うため、空燃比制御を実行したとしても実際の空燃比が気筒間でばらつくことがある。このときばらつきの程度が小さければ、空燃比フィードバック制御で吸収可能であり、また触媒でも排気中有害成分を浄化処理可能なので、排気エミッションに影響を与えず、特に問題とならない。
【０００４】
しかし、例えば一部の気筒の燃料噴射系が故障するなどして、気筒間の空燃比が大きくばらつくと、排気エミッションを悪化させてしまい、問題となる。このような排気エミッションを悪化させる程の大きな空燃比ばらつきは異常として検出するのが望ましい。特に自動車用内燃機関の場合、排気エミッションが悪化した車両の走行を未然に防止するため、気筒間空燃比ばらつき異常を車載状態（オンボード）で検出することが要請されている。
【０００５】
例えば特許文献１には、空燃比センサ出力の微分値に基づくインバランス判定用パラメータに基づいて気筒間空燃比インバランス状態の発生を検出する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０７０６８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、気筒間空燃比ばらつき異常を検出する場合、空燃比センサの出力変動度合いに相関するパラメータを算出し、この算出されたパラメータを所定の判定値と比較してばらつき異常を検出することが考えられる。
【０００８】
しかし、本発明者らの研究結果によれば、ばらつき異常検出時に実際に算出されるパラメータの値が空燃比センサの設置向きに応じて異なることが判明した。従ってこのような空燃比センサの設置向きを考慮しないと検出精度が低下する虞がある。
【０００９】
そこで本発明は、上記事情に鑑みて創案され、その目的は、空燃比センサの設置向きを考慮した適切なばらつき異常検出を実行し、検出精度を向上し得る気筒間空燃比ばらつき異常検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一の態様によれば、
多気筒内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサの出力変動度合いに相関するパラメータを算出し、この算出されたパラメータを所定の判定値と比較して気筒間空燃比ばらつき異常を検出する気筒間空燃比ばらつき異常検出装置であって、
前記ばらつき異常の検出前に、特定気筒の空燃比を残部気筒の空燃比に対し強制的にずらして前記パラメータの値を算出すると共に、前記特定気筒を順次変化させて各特定気筒に対応した複数の前記パラメータの値を算出し、この算出された複数のパラメータの値に基づき前記空燃比センサの設置向きを検出することを特徴とする気筒間空燃比ばらつき異常検出装置が提供される。
【００１１】
ばらつき異常の検出前に空燃比センサの設置向きを検出することにより、実際の空燃比センサの設置向きをオンボードで把握し、設置向きに対応した適切な処理を施すことができる。これにより設置向きによる影響を無くし、検出精度を向上し、誤検出も防止できる。
【００１２】
好ましくは、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、検出された前記設置向きに応じて前記判定値を設定するか、または、ばらつき異常の検出時に算出された前記パラメータの値を検出された前記設置向きに応じて補正する。
【００１３】
検出された設置向きに応じて判定値を設定するかまたはパラメータの値を補正することにより、設置向きに応じた最適な判定値を設定し、または設置向きの影響を無くすようなパラメータの値を得ることができる。これにより検出精度を向上し、誤検出も防止できる。
【００１４】
好ましくは、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、前記ばらつき異常の検出前に算出された複数のパラメータの値の大きさの順番に基づいて前記空燃比センサの設置向きを検出する。
【００１５】
好ましくは、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、前記ばらつき異常の検出前に算出された複数のパラメータの値同士の差に基づいて前記空燃比センサの設置向きを検出する。
【００１６】
好ましくは、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、前記ばらつき異常の検出前に、ばらつき異常の検出対象となる複数の気筒の気筒数よりも少ない数の気筒に対し、空燃比を強制的にずらして複数の前記パラメータの値を算出し、この算出された複数のパラメータの値に基づき前記空燃比センサの設置向きを検出する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、空燃比センサの設置向きを考慮した適切なばらつき異常検出を実行し、検出精度を向上することができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の概略図である。
【図２】触媒前センサおよび触媒後センサの出力特性を示すグラフである。
【図３】気筒間空燃比ばらつき度合いに応じた排気空燃比の変動を示すグラフである。
【図４】図３のＵ部に相当する拡大図である。
【図５】インバランス割合と出力変動パラメータの関係を示すグラフである。
【図６】触媒前センサの要部拡大図である。
【図７】触媒前センサの設置向き（センサ向き）と出力変動パラメータの関係を示すグラフである。
【図８】図７の関係において一定の判定値を定めた場合のグラフである。
【図９】図７の関係においてセンサ向きに応じた判定値を定めた場合のグラフである。
【図１０】センサ向きと、各気筒インバランス時の出力変動パラメータとの関係を示すグラフである。
【図１１】センサ向き検出・判定値設定ルーチンのフローチャートである。
【図１２】ばらつき異常検出ルーチンのフローチャートである。
【図１３】センサ向き検出の他の第１実施例に関するグラフである。
【図１４】センサ向き検出の他の第２実施例に関するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
【００２０】
図１に本実施形態に係る内燃機関を概略的に示す。図示される内燃機関（エンジン）１は自動車用のＶ型８気筒火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）である。エンジン１は第１のバンク４と第２のバンク５を有し、第１のバンク４には奇数番気筒すなわち＃１，＃３，＃５，＃７気筒が設けられ、第２のバンク５には偶数番気筒すなわち＃２，＃４，＃６，＃８気筒が設けられている。＃１，＃３，＃５，＃７気筒が第１の気筒群をなし、＃２，＃４，＃６，＃８気筒が第２の気筒群をなす。
【００２１】
各気筒＃１〜＃８にインジェクタ（燃料噴射弁）２が設けられている。インジェクタ２は、対応気筒の吸気通路特に吸気ポート６内に向けて燃料を噴射する。
【００２２】
吸気を導入するための吸気通路７は、前記吸気ポート６の他、集合部としてのサージタンク８と、各気筒の吸気ポート６およびサージタンク８を結ぶ複数の吸気マニホールド９と、サージタンク８の上流側の吸気管１０とを含む。吸気管１０には、上流側から順にエアフローメータ１１と電子制御式スロットルバルブ１２とが設けられている。エアフローメータ１１は吸気流量に応じた大きさの信号を出力する。各気筒には、筒内の混合気に点火するための点火プラグ１３が設けられる。
【００２３】
第１のバンク４に対して第１の排気通路１４Ａが設けられ、第２のバンク５に対して第２の排気通路１４Ｂが設けられる。これら第１および第２の排気通路１４Ａ，１４Ｂは下流側の合流部Ｗで合流されている。この合流部Ｗより上流側の排気系統の構成は両バンクで同一なので、ここでは第１のバンク４側についてのみ説明し、第２のバンク５側については図中同一符号を付して説明を省略する。
【００２４】
第１の排気通路１４Ａは、＃１，＃３，＃５，＃７の各気筒の排気ポート１５と、これら排気ポート１５の排気ガスを集合させる排気マニホールド１６と、排気マニホールド１６の下流側に設置された排気管１７とを含む。そして排気マニホールド１６と排気管１７の間には三元触媒からなる触媒１８が設けられている。
【００２５】
触媒１８の上流側及び下流側（前後）にそれぞれ排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ、即ち触媒前センサ２０及び触媒後センサ２１が設置されている。これらセンサは排気中の酸素濃度に基づいて空燃比を検出する。
【００２６】
このように、一方のバンクに属する複数の気筒（あるいは気筒群）に対して、触媒１８、触媒前センサ２０及び触媒後センサ２１が各一つずつ設けられている。また、これら複数の気筒からの排気ガスが合流する合流位置またはこれよりも下流側に触媒前センサ２０、触媒１８及び触媒後センサ２１が上流側から順番に設置されている。本実施形態の場合、最上流に位置する触媒前センサ２０が、前記合流位置としての排気マニホールド１６の集合部に取り付けられている。
【００２７】
第１および第２の排気通路１４Ａ，１４Ｂの合流部Ｗより下流側の排気通路１４Ｃにも三元触媒からなる触媒１９が設置されている。以下、便宜上、合流部Ｗより上流側に設けられた触媒１８を上流触媒、合流部Ｗより下流側に設けられた触媒１９を下流触媒ともいう。
【００２８】
なお、第１および第２の排気通路１４Ａ，１４Ｂに個別に下流触媒１９を設けることも可能である。
【００２９】
上述の点火プラグ１３、スロットルバルブ１２及びインジェクタ９等は、制御手段としての電子制御ユニット（以下ＥＣＵと称す）１００に電気的に接続されている。ＥＣＵ１００は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および記憶装置等を含むものである。
【００３０】
またＥＣＵ１００には、前述のエアフローメータ１１、触媒前センサ２０、触媒後センサ２１のほか、内燃機関１のクランク角を検出するクランク角センサ２２、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ２３、内燃機関１の冷却水の温度を検出する水温センサ２４、その他の各種センサが図示されないＡ／Ｄ変換器等を介して電気的に接続されている。
【００３１】
ＥＣＵ１００は、各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ１３、スロットルバルブ１２、インジェクタ２等を制御し、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度等を制御する。なおスロットル開度は通常アクセル開度に応じた開度に制御される。
【００３２】
触媒前センサ２０は所謂広域空燃比センサからなり、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能である。図２に触媒前センサ２０の出力特性を示す。図示するように、触媒前センサ２０は、排気空燃比（触媒前空燃比Ａ／Ｆｆ）に比例した大きさの電圧信号Ｖｆを出力する。排気空燃比がストイキ（理論空燃比、例えばＡ／Ｆ＝１４．６）であるときの出力電圧はＶｒｅｆｆ（例えば約３．３Ｖ）である。
【００３３】
他方、触媒後センサ２１は所謂Ｏ２センサからなり、ストイキを境に出力値が急変する特性を持つ。図２に触媒後センサ２１の出力特性を示す。図示するように、排気空燃比（触媒後空燃比Ａ／Ｆｒ）がストイキであるときの出力電圧、すなわちストイキ相当値はＶｒｅｆｒ（例えば０．４５Ｖ）である。触媒後センサ２１の出力電圧は所定の範囲（例えば０〜１Ｖ）内で変化する。排気空燃比がストイキよりリーンのとき、触媒後センサの出力電圧はストイキ相当値Ｖｒｅｆｒより低くなり、排気空燃比がストイキよりリッチのとき、触媒後センサの出力電圧はストイキ相当値Ｖｒｅｆｒより高くなる。
【００３４】
上流触媒１８及び下流触媒１９は、それぞれに流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆがストイキ近傍のときに排気中の有害成分であるＮＯｘ、ＨＣおよびＣＯを同時に浄化する。この三者を同時に高効率で浄化できる空燃比の幅（ウィンドウ）は比較的狭い。
【００３５】
そこで、上流触媒１８に流入する排気ガスの空燃比をストイキ近傍に制御するための空燃比制御（ストイキ制御）がＥＣＵ１００により実行される。この空燃比制御は、触媒前センサ２０によって検出された排気空燃比を所定の目標空燃比であるストイキに一致させるような主空燃比制御（主空燃比フィードバック制御）と、触媒後センサ２１によって検出された排気空燃比をストイキに一致させるような補助空燃比制御（補助空燃比フィードバック制御）とからなる。
【００３６】
この空燃比制御と、後述の気筒間空燃比ばらつき異常検出およびセンサ設置向き検出とは、バンク単位で若しくはバンク毎に行われる。例えば第１のバンク４側の触媒前センサ２０および触媒後センサ２１の検出値は、第１のバンク４に属する＃１，＃３，＃５，＃７気筒の空燃比フィードバック制御にのみ用いられ、第２のバンク５に属する＃２，＃４，＃６，＃８気筒の空燃比フィードバック制御には用いられない。逆も同様である。あたかも独立した直列４気筒エンジンが二つあるように、空燃比制御等が実行される。
【００３７】
このように第１のバンク４と第２のバンク５では同様の制御および検出処理が個別に実行されるので、以下では主に第１のバンク４側のみ説明し、第２のバンク５側は説明を省略する。
【００３８】
さて、例えば複数気筒のうちの一部の気筒（特に１気筒）のインジェクタが故障し、気筒間に空燃比のばらつき（インバランス：imbalance）が発生する場合がある。例えば第１のバンク４において、＃１気筒のインジェクタが故障し、＃１気筒の燃料噴射量が残部の＃３，＃５，＃７気筒の燃料噴射量よりも多くなり、＃１気筒の空燃比が残部の＃３，＃５，＃７気筒の空燃比よりも大きくリッチ側にずれる場合等である。
【００３９】
通常、第１のバンク４の全気筒に対し同一の制御量を用いて空燃比制御が行われるため、全気筒正常であれば一部気筒の大きな空燃比ずれは生じない。しかし、一部気筒に燃料噴射系等の異常が生じると、同一の制御量が与えられているにも拘わらず一部気筒で大きな空燃比ずれが生じる。
【００４０】
このとき、前述の空燃比フィードバック制御により比較的大きな補正量を与えれば、トータルガスの空燃比をストイキに制御できる場合がある。しかしこの場合でも、気筒別に見ると、＃１気筒がストイキより大きくリッチ、＃３，＃５，＃７気筒がストイキよりリーンであり、全体のバランスとしてストイキになっているに過ぎず、エミッション上好ましくないことは明らかである。そこで本実施形態では、かかる気筒間空燃比ばらつき異常を検出する装置が装備されている。
【００４１】
図３は、本実施形態と異なる典型的な直列４気筒エンジンにおいて測定した空燃比センサ出力の変動を示す。図示するように、空燃比センサによって検出される排気空燃比Ａ／Ｆは、１エンジンサイクル（＝７２０°ＣＡ）を１周期として周期的に変動する傾向にある。そして気筒間空燃比ばらつきが発生すると、１エンジンサイクル内での変動が大きくなる。（Ｂ）の空燃比線図ａ，ｂ，ｃはそれぞればらつき無し、１気筒のみ２０％のインバランス割合でリッチずれ、及び１気筒のみ５０％のインバランス割合でリッチずれの場合を示す。見られるように、ばらつき度合いが大きくなるほど空燃比変動の振幅が大きくなる。本実施形態のようなＶ型８気筒エンジンでも、片バンクについて同様の傾向がある。
【００４２】
ここでインバランス割合とは、気筒間空燃比のばらつき度合いを表す一つのパラメータである。即ち、インバランス割合とは、検出対象となる複数の気筒のうちある１気筒のみが燃料噴射量ズレを起こしている場合に、その燃料噴射量ズレを起こしている気筒（インバランス気筒）の燃料噴射量がどれくらいの割合で、燃料噴射量ズレを起こしていない気筒（バランス気筒）の燃料噴射量即ち基準噴射量からズレているかを示す値である。インバランス割合をＩＢ、インバランス気筒の燃料噴射量をＱｉｂ、バランス気筒の燃料噴射量即ち基準噴射量をＱｓとすると、ＩＢ（％）＝（Ｑｉｂ−Ｑｓ）／Ｑｓ×１００で表される。インバランス割合ＩＢが大きいほど、インバランス気筒のバランス気筒に対する燃料噴射量ズレが大きく、空燃比ばらつき度合いは大きい。
【００４３】
図３から理解されるように、インバランス割合が大きいほど、すなわち気筒間空燃比のばらつき度合いが大きいほど、触媒前センサ２０の出力変動が大きくなる。
【００４４】
よってこの特性を利用し、本実施形態では、触媒前センサ２０の出力変動度合いに相関する出力変動パラメータＸを、気筒間空燃比ばらつき度合いに相関するパラメータとして用い、ばらつき異常検出時に出力変動パラメータＸを算出あるいは検出する。そしてこの算出された出力変動パラメータＸに基づきばらつき異常を検出する。なお、前述のインバランス割合は単に説明目的のためだけに用いる。
【００４５】
以下に出力変動パラメータＸの算出方法を説明する。図４は図３のＵ部に相当する拡大図であり、特に１エンジンサイクル内の触媒前センサ出力の変動を簡略的に示す。触媒前センサ出力としては、触媒前センサ２０の出力電圧Ｖｆを空燃比Ａ／Ｆに換算した値を用いる。但し触媒前センサ２０の出力電圧Ｖｆを直接用いることも可能である。
【００４６】
図４（Ｂ）に示すように、ＥＣＵ１００は、１エンジンサイクル内において、所定のサンプル周期τ毎に、触媒前センサ出力Ａ／Ｆの値を取得する。そして今回（ｎ）のタイミングで取得した値Ａ／Ｆnと、前回（ｎ−１）のタイミングで取得した値Ａ／Ｆn-1との差の絶対値（出力差という）ΔＡ／Ｆnを次式（１）により求める。この出力差ΔＡ／Ｆnは今回のタイミングにおける微分値あるいは傾きと言い換えることができる。
【００４７】
【数１】
2013221482.tif 000003
【００４８】
最も単純には、この出力差ΔＡ／Ｆnが触媒前センサ出力の変動を表す。変動度合いが大きくなるほど空燃比線図の傾きが大きくなり、出力差ΔＡ／Ｆnが大きくなるからである。そこで所定の１タイミングにおける出力差ΔＡ／Ｆnの値を出力変動パラメータとすることができる。
【００４９】
但し、本実施形態では精度向上のため、複数の出力差ΔＡ／Ｆnの平均値を出力変動パラメータとする。本実施形態では、１エンジンサイクルの間、各タイミング毎に出力差ΔＡ／Ｆnを積算し、最終積算値をサンプル数Ｎで除し、１エンジンサイクル内の差ΔＡ／Ｆnの平均値を求める。そしてさらに、Ｍエンジンサイクル分（例えばＭ＝１００）だけ出力差ΔＡ／Ｆnの平均値を積算し、最終積算値をサイクル数Ｍで除し、Ｍエンジンサイクル内の出力差ΔＡ／Ｆnの平均値を求める。こうして求められた最終的な平均値を出力変動パラメータＸとする。触媒前センサ出力の変動度合いが大きくなるほど出力変動パラメータＸは大きくなる。
【００５０】
ここで、サンプル周期τはクランク角の単位°ＣＡを有する。サンプル周期τは例えば１０°ＣＡとすることができ、この場合、１エンジンサイクル内のサンプル数Ｎは７２０／１０＝７２個となる。なおサンプル周期τは他のクランク角の値とすることもできるし、時間単位とすることもできる。
【００５１】
触媒前センサ出力Ａ／Ｆは増加する場合と減少する場合とがあるので、これら各場合の一方についてだけ上記出力差ΔＡ／Ｆnあるいはその平均値を求め、これを出力変動パラメータとしても良い。特に１気筒のみリッチずれの場合、当該１気筒に対応した排気ガスを触媒前センサが受けた時にその出力が急速に減少（リッチ側に変化）する傾向があるので、減少側のみの値をリッチずれ検出のために用いることも可能である。もっとも、これに限定されず、増加側の値のみを用いることも可能である。
【００５２】
また、触媒前センサ出力の変動度合いに相関する如何なる値をも出力変動パラメータとすることができる。例えば、１エンジンサイクル内における触媒前センサ出力の最大ピークと最小ピークの差（所謂ピークトゥピーク; peak to peak）、または２階微分値の最大ピークまたは最小ピークの絶対値に基づいて、出力変動パラメータを算出することもできる。触媒前センサ出力の変動度合いが大きいほど、触媒前センサ出力の最大ピークと最小ピークの差は大きくなり、また２階微分値の最大ピークまたは最小ピークの絶対値も大きくなるからである。
【００５３】
また、触媒前センサ出力の軌跡長または面積を出力変動パラメータとすることもできる。軌跡長とは、所定期間内（例えば１エンジンサイクル内）における前記出力差ΔＡ／Ｆnの積算値、つまり平均化しない値である。面積とは、触媒前センサ出力と所定の基準値（例えばストイキ）との差の絶対値を所定期間内（例えば１エンジンサイクル内）で積算した値である。触媒前センサ出力の変動度合いが大きいほど、これら軌跡長および面積は大きくなる。
【００５４】
図５には、インバランス割合ＩＢ（％）と出力変動パラメータＸの関係を示す。図示されるように、インバランス割合ＩＢと出力変動パラメータＸの間には強い相関関係があり、インバランス割合ＩＢの絶対値が増加するほど空燃比変動パラメータＸも増加する。
【００５５】
算出された出力変動パラメータＸを、所定の判定値αと比較して、ばらつき異常の有無が判定される。例えば、算出された出力変動パラメータＸが判定値α以上であればばらつき異常あり（異常）、算出された出力変動パラメータＸが判定値αより小さければばらつき異常なし（正常）と判定される。
【００５６】
ところで、本発明者らの研究結果によれば、ばらつき異常検出時に実際に算出される出力変動パラメータＸの値が、触媒前センサ２０の設置向きないし取付向きに応じて異なることが判明した。従ってこのような設置向きを考慮しないと検出精度が低下する虞がある。
【００５７】
図６は、排気通路すなわち排気マニホールド１６内に位置された触媒前センサ２０の部分を示す。触媒前センサ２０は、排気ガスに曝される検出素子３１を有し、この検出素子３１が孔付カバー３２（便宜上透明として描く）で覆われる構造となっている。検出素子３１の断面は概ね長方形であり、その一側面のみに実質的な排気ガスの検出部３１Ａが形成されている。カバー３２外の排気ガスはカバー３２の孔３３を通じてカバー３２内に至り、検出部３１Ａに接触し、これにより触媒前センサ２０は排気ガスの空燃比に対応した出力を発する。また、触媒前センサ２０は排気マニホールド１６のネジ穴に螺合して取り付けられている。
【００５８】
このように、触媒前センサ２０は図中矢印ａで示すようにセンサ軸回りに回転して螺合締結されるので、取付状態における検出部３１Ａのセンサ軸回りの向き、すなわち触媒前センサ２０の設置向きは固体毎にばらばらである。また触媒前センサ２０の検出部３１Ａは検出素子３１の全周側面になく、一側面にしかないので、触媒前センサ２０には指向性がある。従ってこれらの要因により、実際に算出される出力変動パラメータＸの値が触媒前センサ２０の設置向きに応じて変化する。
【００５９】
なお、これに加え、触媒前センサ２０に対する各気筒からの排気ガスの当たり方および強度（これらを総称してガス当たりという）も気筒毎にばらばらである。例えば＃１気筒からの排気ガスは図中ｂの方向から当たり、＃３気筒からの排気ガスは図中ｃの方向から当たる。よって実際に算出される出力変動パラメータＸの値は、空燃比ずれを起こしているインバランス気筒がどの気筒かによっても変化する。例えばインバランス気筒が、カバー孔３３に対しガス当たりが強い気筒だと出力変動パラメータＸの値が大きくなり、インバランス気筒が、カバー孔３３に対しガス当たりが弱い気筒だと出力変動パラメータＸの値が小さくなる傾向にある。
【００６０】
そこで以上を考慮し、本実施形態では、ばらつき異常検出前に予め触媒前センサ２０の設置向きを検出し、検出された設置向きに応じた前記判定値αを設定する。そしてその上でばらつき異常検出を実行する。
【００６１】
ばらつき異常検出前に触媒前センサ２０の設置向きを検出することにより、実際の触媒前センサ２０の設置向きをオンボードで把握し、設置向きに対応した適切な処理を施すことができる。これにより設置向きによる影響を無くし、検出精度を向上し、誤検出も防止できる。
【００６２】
また、検出された設置向きに応じて判定値αを設定することにより、設置向きに応じた最適な判定値αを設定することができ、検出精度を向上し、誤検出も防止できる。
【００６３】
以下、本実施形態の特徴を詳しく説明する。図７は、触媒前センサ２０の設置向き（以下、センサ向きともいう）をセンサ軸回りに９０°間隔で異ならせた場合の出力変動パラメータＸの変化を示す。横軸におけるＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶは各センサ向きを表す。
【００６４】
図中、丸は、ばらつき異常の無い正常時のデータを示す。また菱形はばらつき異常時のデータであり、具体的には仮想的な異常状態を実現すべく、正常なある１気筒の空燃比を５０％のインバランス割合で強制的ないし意図的にリッチ側にずらしたときのデータを示す。ここでも見られるように異常時は正常時より出力変動パラメータＸの値が大きい。
【００６５】
図示するように、出力変動パラメータＸの値はセンサ向きに応じて変化する。正常時の出力変動パラメータＸの値は、センサ向きＩＩＩのとき最大であり、センサ向きＩＩのとき最小である。また異常時の出力変動パラメータＸの値は、センサ向きＩＩＩのとき最大であり、センサ向きＩのとき最小である。
【００６６】
仮にこうしたセンサ向きの影響を考慮しないとすると、図８に示すように、例えば全てのセンサ向きの正常時のデータを正常と判定するためには、判定値αを、センサ向きＩＩＩでの最大の出力変動パラメータＸの値より僅かに大きいα１に設定する必要がある。
【００６７】
しかしこうすると、センサ向きＩおよびＩＩのときの異常時の出力変動パラメータＸの値がα１より小さくなり、本来異常と判定すべきなのに誤って正常と誤判定してしまう。
【００６８】
これとは逆に、全てのセンサ向きの異常時のデータを異常と判定するため、判定値αを、センサ向きＩでの最小の出力変動パラメータＸの値α２と等しく設定したとする。すると、センサ向きＩＩＩのとき正常時の出力変動パラメータＸの値がα２より大きくなり、本来正常と判定すべきなのに誤って異常と誤判定してしまう。
【００６９】
そこで本実施形態では、図９に示すように、このような試験結果を基に各センサ向きに対する判定値αI〜αIVを予め個別に定めておき、ＥＣＵ１００に記憶させておく。そしてばらつき異常検出前に、実際のセンサ向きを検出し、この検出されたセンサ向きに対応した判定値を判定値αI〜αIVの中から選択して設定する。
【００７０】
センサ向き毎の判定値αI〜αIVは、少なくとも正常時のデータと異常時のデータの間の出力変動パラメータＸの値となるよう定められる。図示例では、センサ向き毎の異常時のデータの出力変動パラメータＸの値より所定値だけ小さい値とされている。
【００７１】
こうすることにより、センサ向き毎に最適な判定値を設定することができ、検出精度を向上し、誤判定や誤検出を防止できる。
【００７２】
次に、ＥＣＵ１００により実行されるセンサ向き検出の方法について説明する。図１０は、図７〜９とは異なる条件で試験を実施した場合のセンサ向きと出力変動パラメータＸの関係を示す。
【００７３】
図中のデータは全てばらつき異常時のデータである。特に前記同様、仮想的な異常状態を実現すべく、正常なある１気筒の空燃比を５０％のインバランス割合で強制的にリッチ側にずらしたときのデータである。
【００７４】
菱形は＃１気筒の空燃比をずらした場合（＃１インバランス時）、四角は＃３気筒の空燃比をずらした場合（＃３インバランス時）、三角は＃５気筒の空燃比をずらした場合（＃５インバランス時）、バツは＃７気筒の空燃比をずらした場合（＃７インバランス時）である。
【００７５】
図示例の場合、センサ向き毎に、各場合の出力変動パラメータＸの値の大きさの順番が全て異なっている。例えばセンサ向きＩのとき、出力変動パラメータＸの値の大きさの順番は、大きい方から順番に、＃７インバランス時、＃５インバランス時、＃３インバランス時、＃１インバランス時である。しかしセンサ向きＩＩのときだと、＃５インバランス時、＃７インバランス時、＃１インバランス時、＃３インバランス時である。同様にセンサ向きＩＩＩでは＃５、＃１、＃７、＃３の各気筒順、センサ向きＩＶでは＃７、＃５、＃１、＃３の各気筒順である。
【００７６】
従ってこのような特性を利用してセンサ向きを検出することが可能である。すなわち、各センサ向きとこれらに対応する上記の順番とを互いに対応付けてＥＣＵ１００に予め記憶しておく。そしてセンサ向き検出時、特定の１気筒の空燃比を残部気筒の空燃比に対し所定のインバランス割合で強制的にずらし、このときの出力変動パラメータＸの値を算出ないし検出する。この特定の１気筒を順次変化させ、その度に出力変動パラメータＸの値を算出する。最終的に、対象気筒数（４）と同数の複数の出力変動パラメータＸの値が算出される。
【００７７】
そしてこれら算出された出力変動パラメータＸの値の大きい方からの順番を確定する。そして予め記憶された上記の各センサ向きと各順番との対応関係を参照し、確定された順番に対応するセンサ向きを実際のセンサ向きとして特定する。
【００７８】
次いで、この特定された実際のセンサ向きに対応した判定値αを、判定値αI〜αIVの中から選択して設定する。図１０にも示すように、各センサ向きの判定値αI〜αIVは、最小の出力変動パラメータＸの値よりも所定値だけ小さい値として予め定められている。
【００７９】
次に、図１１を参照して、本実施形態におけるセンサ向き検出・判定値設定ルーチンを説明する。このルーチンはＥＣＵ１００により所定のサンプル周期τ（°ＣＡ）毎に繰り返し実行される。
【００８０】
まずステップＳ１０１では、所定の前提条件が成立したか否かが判断される。この前提条件は、例えば次の各条件が成立したときに成立する。
（１）エンジンの暖機が終了している。ＥＣＵ１００は、水温センサ２４で検出された水温が所定値（例えば７５℃）以上であるとき暖機終了と判断する。
（２）触媒前センサ２０および触媒後センサ１８が活性化している。ＥＣＵ１００は、両センサのインピーダンスがそれぞれ所定の活性温度相当の値になっているとき、両センサが活性化していると判断する。
（３）上流触媒１８および下流触媒１９が活性化している。ＥＣＵ１００は、別途推定した上流触媒１１および下流触媒１９の温度がそれぞれ所定の活性温度相当の値になっているとき、両触媒が活性化していると判断する。
（４）エンジンが定常運転中である。ＥＣＵ１００は、例えば所定期間内においてエアフローメータ１１により検出された吸入空気量Ｇａの変動幅が所定値以内であるときエンジンが定常運転中であると判断する。
（５）ストイキ制御中である。
【００８１】
前提条件が成立していない場合にはルーチンが終了される。他方、前提条件が成立している場合にはステップＳ１０２に進んでセンサ向き検出が実質的に開始または実行される。
【００８２】
ステップＳ１０２では、特定の１気筒である＃ｉ気筒の燃料噴射量が強制的にストイキ相当量よりも所定量（例えばインバランス割合５０％相当）増量される。これにより、＃ｉ気筒の空燃比が所定空燃比だけ基準空燃比であるストイキよりもリッチ側に強制的にずらされる。ｉは気筒番号であり、ここでは第１のバンク４側であるのでｉ＝１，３，５，７である。ｉの初期値は１である。＃ｉ気筒以外の残部気筒の燃料噴射量はストイキ相当量に保持される。これにより残部気筒の空燃比はストイキに保持される。なおこの強制リッチ制御の実行に伴いストイキ制御は中止される。この強制リッチ制御の実行により、仮想的な空燃比ばらつき状態あるいは空燃比ずれ状態が作られる。
【００８３】
次にステップＳ１０３において、今回のサンプル時期ｎないしタイミングにおける触媒前センサ出力Ａ／Ｆnが取得される。なお触媒前センサ出力Ａ／Ｆnは触媒前センサ２０の出力電圧Ｖｆを空燃比に換算した値である。
【００８４】
ステップＳ１０４において、今回のタイミングにおけるセンサ出力差ΔＡ／Ｆnが前式（１）より算出される。
【００８５】
ステップＳ１０５において、センサ出力差ΔＡ／Ｆnが積算され、すなわち今回のタイミングにおける積算センサ出力差ΣΔＡ／Ｆnが次式（２）より算出される。
【００８６】
【数２】
2013221482.tif 000004
【００８７】
ステップＳ１０６において、今回の１エンジンサイクルが終了したか否かが判断される。終了してなければルーチンが終了され、終了した場合にはステップＳ１０７に進む。
【００８８】
ステップＳ１０７では、今回の１エンジンサイクル終了時点における最終的な積算センサ出力差ΣΔＡ／Ｆnがサンプル数Ｎで除して平均化され、平均センサ出力差Ｒmが算出される。
【００８９】
そしてステップＳ１０８において、平均センサ出力差Ｒmが積算され、すなわち今回のエンジンサイクル終了時点における積算平均センサ出力差ΣＲmが次式（３）より算出される。
【００９０】
【数３】
2013221482.tif 000005
【００９１】
次に、ステップＳ１０９において、Ｍエンジンサイクル（但しＭは２以上の整数で、例えば１００）が終了したか否かが判断される。終了してなければルーチンが終了され、終了した場合にはステップＳ１１０に進む。
【００９２】
ステップＳ１１０では、Ｍエンジンサイクル終了時点における最終的な積算平均センサ出力差ΣＲmがサイクル数Ｍで除して平均化され、＃ｉ気筒を強制的にリッチ化したときの出力変動パラメータＸiが算出される。すなわち、複数（Ｎ×Ｍ個）のセンサ出力差ΔＡ／Ｆnの平均値が出力変動パラメータＸiとして算出される。
【００９３】
次にステップＳ１１１では、ｉ＝Ｉか否か、すなわち全気筒の強制リッチが終了したか否かが判断される。Ｉはここでは７である。
【００９４】
ｉ＝Ｉでなければ、ステップＳ１１２において、現状のｉの値に２が加算されて新たなｉの値とされ、ルーチンが終了される。これにより＃１，＃３，＃５，＃７の各気筒順に強制リッチ時の出力変動パラメータＸiの値が算出されることとなる。
【００９５】
他方、ｉ＝Ｉである場合、すなわち全気筒の強制リッチが終了した場合には、ステップＳ１１３において、各気筒の強制リッチ時の出力変動パラメータＸiの値に基づき、センサ向きが特定される。例えば図１０に示すように、出力変動パラメータＸiの値の大きい方からの順番がＸ7、Ｘ5、Ｘ3、Ｘ1であれば、センサ向きはＩと特定される。
【００９６】
次いで、ステップＳ１１４において、特定されたセンサ向きに応じた判定値αが設定され、ルーチンが終了される。例えば図１０に示すように、センサ向きＩが特定された場合には判定値αIが設定される。
【００９７】
次に、図１２を参照して、本実施形態におけるばらつき異常検出ルーチンを説明する。このルーチンはＥＣＵ１００によりサンプル周期τ（°ＣＡ）毎に繰り返し実行される。
【００９８】
まずステップＳ２０１では、ばらつき異常検出用の所定の前提条件が成立したか否かが判断される。この前提条件は、前述のセンサ向き検出・判定値設定ルーチンのステップＳ１０１における前提条件と大略同様であるが、次の条件（６）が付加されている。
（６）センサ向きの検出と判定値αの設定が終了している。
【００９９】
すなわち、センサ向きの検出と判定値αの設定は、ばらつき異常検出前に予め実行されるものである。そうでないと適切な判定値αが設定されず検出精度低下や誤検出を招くからである。逆に言うと、ばらつき異常検出は、センサ向きの検出と判定値αの設定が終了した後に実行されるものである。
【０１００】
前提条件が成立していない場合にはルーチンが終了され、前提条件が成立した場合にはステップＳ２０２に進んでばらつき異常検出が実質的に開始または実行される。
【０１０１】
ステップＳ２０２〜ステップＳ２０８は前記ステップＳ１０３〜Ｓ１０９と同様である。ステップＳ２０８において、Ｍエンジンサイクルが終了したと判断された場合には、ステップＳ２０９でステップＳ１１０と同様のやり方で出力変動パラメータＸが算出される。ここで算出される出力変動パラメータＸは、実際の空燃比ばらつきの大きさを表す値であり、ストイキ制御中であるにも拘わらず大きな空燃比ばらつきが生じているか否かを示す値である。
【０１０２】
次いで、ステップＳ２１０において、算出された出力変動パラメータＸが判定値αと比較される。ここで用いられる判定値αは、先のセンサ向き検出・判定値設定ルーチンにおいて実際のセンサ向きに対応して設定された判定値である。
【０１０３】
出力変動パラメータＸが判定値α以上である場合、ステップＳ２１１に進んでばらつき異常有り、すなわち異常と判定され、ルーチンが終了される。なお異常判定と同時に、異常の事実をユーザに知らせるべくチェックランプ等の警告装置を起動するのが好ましい。
【０１０４】
他方、出力変動パラメータＸが判定値α未満である場合、ステップＳ２１２に進んでばらつき異常無し、すなわち正常と判定され、ルーチンが終了される。
【０１０５】
このように、実際のセンサ向きを検出し、これに対応した最適な判定値αを定めた上でばらつき異常検出を実行するので、検出精度を向上し誤検出を防止できる。
【０１０６】
なお、センサ向きは、その後触媒前センサ２０の着脱が生じない限り、同じ向きに維持される。よってセンサ向き検出・判定値設定は、ばらつき異常検出の度に行う必要はなく、新たに触媒前センサ２０の取り付けが生じた直後に１回だけ行えばよい。
【０１０７】
次に、センサ向き検出に関する他の実施例を説明する。
【０１０８】
まず第１実施例を説明する。図１３は図１０と同様、各センサ向きＩ〜ＩＶと、各気筒インバランス時の出力変動パラメータＸとの関係を示す。ここでも図中のデータは全てばらつき異常時のデータであり、ある１気筒の空燃比を５０％のインバランス割合で強制的にリッチ側にずらしたときのデータである。
【０１０９】
図示例の場合、センサ向き毎の各気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの大きさの順番が、センサ向きが異なっても同一の場合がある。すなわちセンサ向きがＩとＩＩとＩＶの場合、出力変動パラメータＸの順番は大きい方から順に＃７、＃５、＃３、＃１気筒となっている。
【０１１０】
従って、このような場合には出力変動パラメータＸの値の大きさの順番のみによってはセンサ向きを特定することができない。
【０１１１】
そこでこの第１実施例では、かかる順番に加え、複数の出力変動パラメータＸの値同士の差にも基づいて、センサ向きを特定する。
【０１１２】
具体的には、例えばセンサ向きＩＩのパターンを基準とし、これとの比較によりセンサ向きを特定する。センサ向きＩの場合、＃３気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値と＃１気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値との差ａが、センサ向きＩＩのときより顕著に大きく、他の差はセンサ向きＩＩのときと同等である。よってセンサ向きＩＩのときのパターンに対しこのような相違が検出されたときにはセンサ向きをＩとして特定する。
【０１１３】
具体的には、各気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値の大きさの順番がセンサ向きＩＩのときと同じであり、＃３気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値と＃１気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値との差がセンサ向きＩＩのときの当該差より所定値以上大きく、他の気筒のインバランス時の出力変動パラメータＸの値同士の差がセンサ向きＩＩのときと同等であれば、センサ向きをＩと特定する。
【０１１４】
また、センサ向きＩＶの場合、＃７気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値と＃５気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値との差ｂが、センサ向きＩＩのときより顕著に大きく、他の差はセンサ向きＩＩのときと同等である。よってセンサ向きＩＩのときのパターンに対しこのような相違が検出されたときにはセンサ向きをＩＶとして特定する。
【０１１５】
具体的には、各気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値の大きさの順番がセンサ向きＩＩのときと同じであり、＃７気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値と＃５気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値との差がセンサ向きＩＩのときの当該差より所定値以上大きく、他の気筒のインバランス時の出力変動パラメータＸの値同士の差がセンサ向きＩＩのときと同等であれば、センサ向きをＩＶと特定する。
【０１１６】
他方、センサ向きＩＩＩの場合、各気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値の大きさの順番がセンサ向きＩＩのときと異なり、大きい方から順に＃７、＃５、＃１、＃３気筒となっている。よってこの場合には当該順番のみでセンサ向きの特定が可能である。具体的には、各気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値の大きさの順番がセンサ向きＩＩのときと異なっていれば、センサ向きをＩＩＩと特定する。
【０１１７】
なお、図１１に示したセンサ向き検出・判定値設定ルーチンはこの第１実施例にも適用可能である。この場合、ステップＳ１１３において、各気筒の強制リッチ時の出力変動パラメータＸiの値の大きさの順番と、出力変動パラメータＸiの値同士の差に基づいて、センサ向きが特定される。
【０１１８】
この第１実施例によれば、各気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値の大きさの順番がセンサ向き毎に全て異なっていない場合でも、センサ向きを確実に検出、特定できる利点がある。また、そのような順番がセンサ向き毎に全て異なるのは、比較的狭いエンジン運転条件に限られることがある。そこで順番だけだとその狭いエンジン運転条件でしかセンサ向きを検出できないが、出力変動パラメータＸの値同士の差も用いることによって、より広範なエンジン運転条件下でセンサ向きを検出できるようになり、検出機会や検出頻度を増加することができる。
【０１１９】
また、センサ向き検出時には特定気筒の空燃比を強制的にずらすためエミッションやドライバビリティの悪化が懸念される。しかし、第１実施例の場合だとより広範なエンジン運転条件下でセンサ向きを検出できる。よってエミッションやドライバビリティの悪化への影響が少ない運転条件を選択し、あるいはこれに限定してセンサ向き検出を実行できる。それ故エミッションやドライバビリティの悪化を抑制することが可能である。
【０１２０】
なお、ここでは出力変動パラメータの値同士の差をその大きさの順番と併用してセンサ向きを特定したが、当該差を単独で使用してセンサ向きを特定してもよい。
【０１２１】
次に第２実施例を説明する。図１４は図１０と同様、各センサ向きＩ〜ＩＶと、各気筒インバランス時の出力変動パラメータＸとの関係を示す。ここでも図中のデータは全てばらつき異常時のデータであり、ある１気筒の空燃比を５０％のインバランス割合で強制的にリッチ側にずらしたときのデータである。
【０１２２】
図示例の場合、＃５気筒については、敢えて空燃比をずらして出力変動パラメータＸを算出することを行っていない。すなわち空燃比ずらしと出力変動パラメータ算出を行っているのは＃１、＃３、＃７気筒の計３気筒だけであり、ばらつき異常検出対象となる＃１、＃３、＃５、＃７気筒の計４気筒よりも少ない。
【０１２３】
こうするのは、かかる３気筒のみの出力変動パラメータＸの大きさの順番と値同士の差に基づいても、センサ向きを特定できるからである。
【０１２４】
前記同様、センサ向きＩＩのパターンを基準とする。このとき各気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値の大きさの順番は大きい方から順に＃７、＃３、＃１気筒となっている。
【０１２５】
センサ向きＩの場合、前記同様、＃３気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値と＃１気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値との差ａが、センサ向きＩＩのときより顕著に大きいので、このことを利用してセンサ向きＩを特定ないし検出する。
【０１２６】
またセンサ向きＩＶの場合、＃７気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値と＃３気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値との差ｂが、センサ向きＩＩのときより顕著に大きいので、このことを利用してセンサ向きＩＶを特定ないし検出する。
【０１２７】
他方、センサ向きＩＩＩの場合、各気筒インバランス時の出力変動パラメータＸの値の大きさの順番がセンサ向きＩＩのときと異なり、大きい方から順に＃７、＃１、＃３気筒となっている。よって当該順番のみでセンサ向きＩＩＩを特定ないし検出する。
【０１２８】
なおこの第２実施例の場合、図１１に示したセンサ向き検出・判定値設定ルーチンは、＃５気筒の強制リッチと、その時の出力変動パラメータＸ5の算出とを行わないようなロジックに変更して使用することが可能である。
【０１２９】
この第２実施例によれば、ばらつき異常検出対象となる全４気筒分の空燃比ずらしを行わなくて済み、それより少ない３気筒分の空燃比ずらししか行わなくて済む。よってエミッションやドライバビリティの悪化を抑制することが可能である。また、空燃比ずらしを行う気筒数が減少するので、センサ向き検出に要する時間を短縮することが可能である。
【０１３０】
なお、ここでは空燃比ずらしと出力変動パラメータ算出を行う気筒数を３としたが、この数はより少ない２とすることも可能である。
【０１３１】
以上、本発明の好適な実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば上記の数値はあくまで例示であり、適宜変更が可能である。
【０１３２】
本発明は、気筒数、シリンダ配置形式、用途等の異なる内燃機関にも当然に適用可能であり、例えば直列４気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、自動車用以外のエンジン等にも適用可能である。
【０１３３】
上記の説明では一方のバンク側に対してのみ説明を行う箇所があったが、この一方のバンク側に対する説明が他方のバンク側にも当て嵌まることが当然に理解されよう。
【０１３４】
上記実施形態では、検出されたセンサ向きに応じて判定値αを設定したが、これに代わって、判定値αとの比較対象である出力変動パラメータＸを、検出されたセンサ向きに応じて補正してもよい。この場合例えば、図１０を参照して、センサ向きＩＩの場合を基準とし、検出されたセンサ向きがどのような向きであっても一定の判定値αIIを使用する。そしてばらつき異常検出時に実際に算出された出力変動パラメータをセンサ向きＩＩの場合に合わせるよう補正する。例えばセンサ向きＩのときの＃１気筒インバランス時出力変動パラメータＸ1が実際に算出された場合、この出力変動パラメータＸ1を、センサ向きＩＩのときの＃３気筒インバランス時出力変動パラメータＸ3と等しくなるよう補正する。これによってもセンサ向きの影響を無くし、検出精度を向上できる。
【０１３５】
上記実施形態では、センサ軸回りに９０°の等間隔で離間された４つのセンサ向きのいずれかを実際のセンサ向きとして検出したが、このセンサ向きの数が４に限定されないことが当業者にとって明らかであろう。予めより多くのセンサ向きと出力変動パラメータの関係を調べておけば、より多くのセンサ向きを検出、特定することが可能である。またセンサ向きを所定角度毎でなく連続角度で検出することも可能である。
【０１３６】
複数の出力変動パラメータの値の大きさの順番は、大きい順でなく、小さい順としてもよい。
【０１３７】
上記実施形態では、センサ向き検出に際して１気筒ずつ空燃比をずらした。しかしながら複数気筒（例えば２気筒）ずつ空燃比をずらしてもよい。すなわち特定気筒は複数気筒であってもよい。この場合の例は例えば次の通りである。第１バンク４において、まず＃１，＃５気筒の空燃比を同時にずらして出力変動パラメータを算出し、次に＃３，＃７気筒の空燃比を同時にずらして出力変動パラメータを算出する。算出された二つの出力変動パラメータの値の大きさの順番および／または値同士の差に基づいて、予め設定された二つのセンサ向きのうちの一つを実際のセンサ向きとして検出する。
【０１３８】
なお、上記で説明したセンサ向き検出に係る特徴は、それ自体単独で優れた発明であり、且つ単独で利用可能である。センサ向き検出の結果は、気筒別空燃比推定等の他の処理または制御に利用できる。それ故、次のような発明が把握可能である。
（イ）多気筒内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサの出力を利用して前記空燃比センサの設置向きを検出する設置向き検出装置であって、
特定気筒の空燃比を残部気筒の空燃比に対し強制的にずらして前記空燃比センサの出力変動度合いに相関するパラメータを算出すると共に、前記特定気筒を順次変化させて各特定気筒に対応した複数の前記パラメータの値を算出し、この算出された複数のパラメータの値に基づき前記空燃比センサの設置向きを検出することを特徴とする空燃比センサの設置向き検出装置。
（ロ）多気筒内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサの出力を利用して前記空燃比センサの設置向きを検出する設置向き検出方法であって、
特定気筒の空燃比を残部気筒の空燃比に対し強制的にずらすステップと、
前記特定気筒の空燃比を強制的にずらしている最中に、前記空燃比センサの出力変動度合いに相関するパラメータを算出するステップと、
前記特定気筒を順次変化させて各特定気筒に対応した複数の前記パラメータの値を算出するステップと、
この算出された複数のパラメータの値に基づき前記空燃比センサの設置向きを検出するステップと、
を備えることを特徴とする空燃比センサの設置向き検出方法。
【０１３９】
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１４０】
１  内燃機関（エンジン）
２  インジェクタ
１４Ａ，１４Ｂ  排気マニフォールド
１７  排気管
１８  上流触媒
２０  触媒前センサ
２１  触媒後センサ
１００  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
Ｘ  出力変動パラメータ
α  判定値
Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ  触媒前センサの設置向き（センサ向き）
【図１】
2013221482.tif 000006
【図２】
2013221482.tif 000007
【図３】
2013221482.tif 000008
【図４】
2013221482.tif 000009
【図５】
2013221482.tif 000010
【図６】
2013221482.tif 000011
【図７】
2013221482.tif 000012
【図８】
2013221482.tif 000013
【図９】
2013221482.tif 000014
【図１０】
2013221482.tif 000015
【図１１】
2013221482.tif 000016
【図１２】
2013221482.tif 000017
【図１３】
2013221482.tif 000018
【図１４】
2013221482.tif 000019